Aula 4 Metabolismo do glicogênio.

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1 Aula 4 Metabolismo do glicogênio

2 Glicogênio Forma polimérica da glicose, reserva energética de fácil mobilização Em vertebrados, glicogênio é encontrado no fígado e no músculo esquelético. Qual vantagem de armazenar a glicose na forma de glicogênio? OSMOLARIDADE! Se todo o glicogênio de um hepatócito estivesse sob a forma de glicose, a concentração seria de 0,4 M. Quando armazenada sob a forma de glicogênio, a mesma massa de glicose tem concentração de 0,01 μM

3 Estrutura do glicogênio
Polímero ramificado de radicais de glicose Presente em grânulos no citoplasma Ligações α  polímeros helicoidais abertos É um grande polímero ramificado de glicose Solúvel e presente em grânulos no citoplasma Como uma molécula tão grande é capaz de ser estocada em um lugar tão pequeno? Devido as suas ligações alfa, que formam polímeros helicoidais e suas ramificações, tornando a molécula mais solúvel. Para elucidar melhor a questão da ligação, no próximo slide observaremos outro tipo de ligação de polímero de glicose

4 Estrutura do glicogênio
Ligações α  polímeros helicoidais abertos

5 Celulose Ligações β  filamentos retos, formando fibrilas estruturais

6 Glicídios Redutores e Não-Redutores
Redutores: Possuem grupos aldeídos e cetonas livres na cadeia que atuam como agentes redutores (sofrem oxidação, doam elétrons). Não-redutores: Possuem esses grupamentos interligados. Exibem a extremidade redutora ao sofrerem hidrólise (quebra).

7 Pós prandial, aumento de glicose sanguínea
Glicogênese Pós prandial, aumento de glicose sanguínea

8 1ª Etapa: Formação da UDP-glicose a partir da glicose-1-fosfato pela UDP-Glicose pirofosforilase
Enzima: UDP-Glicose pirofosforilase O pirofosfato gerado é rapidamente degradado pela pirofosfatase inorgânica (reação irreversível).

9 2ª Etapa: Formação de polímero inicial de glicose
Enzima: Glicogenina Possui um oligossacarídeo de unidades de glicose α-1,4 ligadas ao átomo de oxigênio de um radical tirosina Inicia a polimerização de 8 unidades de glicose

10 3ª Etapa: Síntese de glicogênio a partir de um polímero primário
Enzima: Glicogênio sintase

11 4ª Etapa: Ramificações da cadeia
Enzima ramificadora A Glicogênio sintase só é capaz de alongar a cadeia formando ligações α-1,4, esta não é capaz de formar a ligação da ramificação. Essa ramificação é formada pela enzima ramificadora, a qual transfere um bloco de um bloco de 7 oses, contendo o terminal não redutor, vindo de uma cadeia de pelo menos 11 oses, formando uma ligação α-1,6 com a cadeia principal. O novo ponto de ramificação tem que estar pelo menos 4 oses de distância de um preexistente. A Glicogênio sintase continua alongando a cadeia, concomitantemente a enzima ramificadora catalisando sua reação.

12 Consequência biológica: Glicogênio mais solúvel e aumento das extremidades não redutoras
Cadeia com pelo menos 11 oses 7 resíduos glicosil 4 resíduos glicosil

13 Estrutura do glicogênio

14 Glicogenólise Exercícios, intervalo entre refeições: baixa de glicose plasmática

15 Glicogenólise Quebra do glicogênio realizada pela retirada sucessiva de glicose. Enzima: Glicogênio fosforilase

16 Glicogênio fosforilase
Catalisa a remoção sequencial de radicais glicose da extremidade não redutora da molécula de glicogênio, quebrando as ligações α-1,4.

17 Enzima desramificadora
Hidrólise Enzima desramificadora Resolve as ligações α-1,6! 2 funções catalíticas: transferase e a α-1,6 glicosidase. Transferase: transfere os 3 resídos glicosils anteriores ao glicosil que forma a ligação α-1,6 para a cadeia principal do glicogênio. (α-1,6) glicosidase: quebra a ligação α-1,6 por hidrólise, gerando glicose. A cadeia de glicogênio está linear, sem nenhum impedimento para a ação catalítica da glicogênio fosforilase.

18 Glicogenólise glicosidase Produto final: Glicose 1-P

19 Destino da glicose1P Produto da glicogenólise: Glicose-1-fosfato
Precisa ser convertida a glicose-6-fosfato para ter função biológica: No fígado: glicose é liberada para a corrente sanguinea. No músculo: glicose é direcionada para a via glicolítica. Destino da glicose1P

20 Produção de Glicose-6-fosfato
Enzima fosfoglicomutase

21 Destino da glicose-6-fosfato de hepatócitos
Quebra de glicogênio: momentos de demanda energética O que o fígado fará com a glicose 6-fosfato gerada?

22 Destino da glicose-6-fosfato de hepatócitos
Quebra de glicogênio: momentos de demanda energética O que o fígado fará com a glicose 6-fosfato gerada? Retirar o fosfato para que a glicose saia da célula!

23 Em momentos de demanda energética:
Ciclo de Cori O Ciclo de Cori ou Via glicose-lactato-glicose consiste na conversão da glicose em lactato, produzido em tecidos musculares durante um período de privação de oxigênio, seguida da conversão do lactato em glucose, no fígado. Glicose

24 Regulação do metabolismo do glicogênio

25 Hormônios Insulina Sinaliza estado alimentado. Produzido nas Ilhotas Langerhans (células especializadas - beta). Atuação: Fígado, músculos e tecido adiposo Glucagon Sinaliza o estado de jejum. Produzido pelas células alfa. Atuação: Fígado. Epinefrina Liberado em momentos de estresse ou exercício. Produzido pelo Sistema nervoso central e supra-renais.

26 Regulação do metabolismo do glicogênio
Enzimas reguladas Glicogênese Glicogenólise

27 (Glicogênio sintase cinase 3) (Fosfoproteína fosfatase 1)
(Caseina cinase II) (Glicogênio sintase cinase 3) (Fosfoproteína fosfatase 1) ↑ Glicose plasmática Glicogênese ↓ Glicose plasmática Glicogenólise

28 Regulação da Glicogênio Sintase por insulina

29 Glicogênio Fosforilase
↑ Glicose plasmática Glicogênese ↓ Glicose plasmática Glicogenólise Lembrando que: músculo não responde a glucagon!

30 Glicogênio Fosforilase
Em hepatócitos: ↑ Glicose plasmática Glicogênese A glicogênio fosforilase de hepatócitos possui um sítio para ligação de glicose, que atua como um sensor do estado nutricional. Na presença de glicose, a fosforilase expõe o sítio onde há fosforilação, permitindo a ação da fosforilase.

31 Regulação hormonal do metabolismo de glicogênio hepático e muscular
(Glucagon = jejum e Epinefrina = estresse) Glucagon Epinefrina

32 Regulação hormonal do metabolismo de glicogênio hepático e muscular
(Insulina = alimentado)